Naturindeks Norge – Videreutvikling av kunnskapsgrunnlaget for åpent lavland: fase 3. Evaluering av metodikk for kartlegging og registrering av biologisk mangfold og miljøvariabler i semi‐naturlig eng. Underveisrapport.

(1)

Wehn, S., Johansen, L., Lundemo, S., Hovstad, K.A.

Kvithamar

NIBIO OPPDRAGSRAPPORT | NIBIO COMMISSIONED REPORT

Naturindeks Norge – Videreutvikling av

kunnskapsgrunnlaget for åpent lavland: fase 3

Evaluering av metodikk for kartlegging og registrering av biologisk mangfold og

miljøvariabler i semi‐naturlig eng.

«Underveisrapport»

VOL.: 1 nr.: 6, 2015

(2)

(3)

Wehn, S., Johansen, L., Lundemo, S., Hovstad, K.A.

NATURINDEKS; ÅPENT LAVLAND ‐ SEMI‐NATURLIG ENG 3

FORORD

Det er et stort behov for oppstart av overvåking av semi-naturlig eng for å få et bedre kunnskapsgrunnlag for hovedøkosystemet åpent lavland i Naturindeks for Norge. I tillegg vil et overvåkningsprogram bidra til kunnskapsbaserte vurderinger av effekten av forvaltningstiltak (eks. tiltak satt i kraft gjennom Handlingsplan for slåttemark), rødlistevurdering mm. Som en oppfølging av Naturindeks for Norge 2010 er det derfor i perioden 2010-2015 gjennomført flere delundersøkelser i utviklingsprosjektet ”Naturindeks; videreutvikling av kunnskapsgrunnlaget for åpent lavland mot 2015” finansiert av Miljødirektoratet. I 2012 ble de to første fasene av prosjektet beskrevet i Bioforsk-rapporten: Kulturmarkseng i Naturindeks – utvikling av kunnskapsgrunnlaget for overvåking og forvaltning (Norderhaug m.fl.).

Den tredje og siste fasen av prosjekt som har vært et samarbeid mellom Bioforsk og Universitetet i Oslo. I Bioforsk har blant andre Sølvi Wehn, Sverre Lundemo, Line Johansen og Knut Anders Hovstad deltatt i utforming, planlegging og gjennomføring av prosjektet. Rune Halvorsen og Sabrina Mazzoni fra Universitetet i Oslo deltar også i prosjektet. Denne rapporten inkluderer kun delundersøkelser gjennomført i regi av Bioforsk. Det vil også bli publisert en endelig sluttrapport for hele prosjektet.

De fleste undersøkelsene gjort i disse delundersøkelsene er finansiert av Miljødirektoratet gjennom prosjektet, men noen av resultatene er basert på data samlet inn gjennom prosjektet

«Sau i drift» finansiert av Norges Forskningsråd (prosjektnummer: 208036/O10).

Vi vil takke Hanne Sickel, Per Vesterbukt og Synnøve Grenne (Bioforsk), for hjelp med tilrettelegging av data, flyfototolking og feltarbeid, Anders Bryn for kalibrering av kartlegging og Rune Halvorsen for bidrag i planlegging av feltarbeid og diskusjoner rundt avgrensinger i felt. Vi vil også takke brukere og grunneiere som har vært behjelpelige i sammenheng med prosjektarbeidet.

Kvithamar, 1. juni 2015

Knut Anders Hovstad Prosjektleder

(4)

NIBIO OPPDRAGSRAPPORT / VOL 1 NR 6, 2015

(5)

INNHOLD:

BAKGRUNN ... 9

NATUR I NORGE ... 10

Semi‐naturlig mark ... 10

Hovedtyper av semi‐naturlige mark inkludert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten ... 11

Hovedtyper av sterkt endret mark diskutert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten ... 12

Hovedtyper av naturlig mark diskutert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten ... 12

Naturlig variasjon som påvirker semi‐naturlig mark ... 13

FORMÅL ... 18

1. BRUK AV ENKEL MODELLERING TIL Å PREDIKERE OMRÅDER MED POTENSIELT HØY SANNSYNLIGHET FOR FOREKOMST AV SEMI‐NATURLIG ENG ... 21

DELMÅL ... 22

METODE ... 22

Prediksjonsmodell storruter (10 km × 10 km) ... 22

Prediksjonsmodell småruter (500 m × 500 m) ... 23

Evaluering av prediksjonsmodellene ... 25

RESULTAT ... 25

DISKUSJON ... 25

OPPSUMMERING ... 26

2. KARTLEGGING OG AVGRENSING AV SEMI‐NATURLIG ENG ... 29

DELMÅL ... 30

NATUREN I STORRUTENE (STUDIEOMRÅDENE) ... 30

Elvran (Figur 4a) ... 30

Karmøy (Figur 4b) ... 30

METODE ... 31

Kartlegging ... 31

Estimering av feilkilder og tidsbruk ... 34

RESULTAT ... 35

DISKUSJON ... 39

(6)

NIBIO OPPDRAGSRAPPORT / VOL 1 NR 6, 2015 OPPSUMMERING ... 42

3. REGISTRERING AV BIOLOGISK MANGFOLD ... 45

DELMÅL ... 46

METODE ... 46

3a) Forekomstdata – representative data og tidsestimat... 46

3b) Frekvensdata – tidsestimat ... 50

3c) Mengdedata på engnivå ... 50

RESULTAT ... 51

3a) Forekomstdata – representative data og tidsestimat... 51

3b) Frekvensdata – tidsestimat ... 53

3c) Mengdedata på engnivå ... 53

DISKUSJON ... 54

OPPSUMMERING ... 57

4. REGISTRERING AV MILJØVARIABLER ... 59

DELMÅL ... 59

METODE ... 59

RESULTAT ... 61

DISKUSJON ... 62

OPPSUMMERING ... 63

REFERANSER ... 65

SAMMENDRAG ... 71

(7)

(8)

(9)

BAKGRUNN 9

BAKGRUNN

I 2005 ble det nedfelt i Regjeringserklæringen at det skulle innføres en naturindeks for Norge.

Dette for å danne et bilde av utviklingstrender i norsk natur (som inkluderer kulturlandskapet) og dermed være bedre i stand til å oppnå målet om å stanse tapet av biologisk mangfold i Norge (Regjeringen Stoltenberg II 2005). I 2010 kom den første Naturindeksen i Norge (Nybø 2010).

Her er norsk natur delt inn i ni økosystemer og tilstanden til hver av disse ble regnet ut basert på 309 indikatorer. Åpent lavland ble betegnet som et av de to økosystemer med dårligst tilstand vurdert opp mot referansetilstanden. Åpent lavland inkluderer åpen semi-naturlig slåtte- og beitemark, kystlynghei og åpen naturlig mark (Norderhaug m.fl. 2010). Følger man NiN 2.0-rammeverket (Halvorsen m.fl. 2015^a,c) inkluderer dette hovedtypene semi-naturlig eng, kystlynghei, åpen grunnlendt naturmark i lavlandet og boreal hei. Alle semi-naturlige naturtyper i åpent lavland er klassifisert som rødlistede (dvs. semi-naturlig eng, kystlynghei og boreal hei) hovedsakelig som følge av gjødsling eller opphørt drift (beite og slått) som resulterer i gjengoing (Norderhaug og Johansen 2011). Også en naturtype som kan defineres under Naturindeks-definisjonen naturmark i lavlandet, har rødlistestatus: åpen grunnlendt kalkmark i boreonemoral sone (Erikstad og Bakkestuen 2011). Også for denne naturtypen er opphør av eller redusert beite en av årsakene for status som sårbar, men arealpress og utbygging er likevel vurdert som den viktigste trusselen for denne naturtypen. Noe data på arealendringer av de semi-naturlige vegetasjonstypene er tilgjengelig (eksempler fra overgangen mellom boreal og alpin sone, semi-naturlig eng og boreal hei: Olsson m.fl. 2000; Bryn 2008; Wehn 2009; Wehn m.fl. 2011 og 2012; eksempler fra boreal sone; semi-naturlig eng: Hamre m.fl. 2007; eksempler på kystlynghei: Moen m.fl. 2006; Johansen m.fl. 2015^a). Alle disse eksemplene rapporterer om en nedgang i arealet av semi-naturlige naturtyper, men felles for studiene er at det kun er få og relativt små lokaliteter som inngår i datagrunnlaget. Data fra kartlegging av kystlynghei, slåttemark og naturbeitemark er offentlig tilgjengelig gjennom Naturbase og dokumenterer noe av utbredelsen av semi-naturlig natur i lavlandet i Norge. Det er benyttet 309 indikatorer for å evaluere naturens tilstand i Naturindeks for Norge 2010. Dette var både arter (direkte indikatorer) og indirekte indikatorer som sier noe om potensialet for biologisk mangfold (Direktoratet for Naturforvaltning 2010). I 2010 ble grunnlaget for utregningen av tilstand for økosystemet åpent lavland basert på 30 direkte (13 fugler, fem karplanter, fire sopper, fire moser og fire insekter) og to indirekte indikatorer (tilstand gras og urterik mark og tilstand kystlynghei; Certain m.fl. 2011). På grunn av stor variasjon både i klima og naturgrunnlag ellers, er ikke de direkte indikatorene representative for alt areal av åpnet lavland i Norge. For eksempel har flere av artene en geografisk utbredelse som er mindre enn utbredelsen til naturtypen arten representerer. I tillegg er noen av disse artene også utbredt i andre økosystem.

Derfor ble de to indirekte indikatorene vektet opp når naturindeks for åpent lavland skulle kalkuleres.

En utfordring i utregninga av naturindeks for Norge 2010, er at data som definerer tilstand i åpent lavland er mangelfull. Kartlegging av semi-naturlig natur i ulike prosjekter dokumenterer at mange forekomster og relativt store areal med semi-naturlig eng er i gjengroing som følge av at den grunnleggende hevdformen er endret (se referanser over). Likevel er kun 13 av de direkte

(10)

BAKGRUNN 10

indikatorene basert på faktiske registreringer av artenes utvikling (ved observasjon av forskjellige mål på utbredelse). For de to indirekte indikatorene samt 17 av de direkte indikatorene (altså 59 %) ble indikatorverdien bestemt basert på ekspertvurderinger (Certain m.fl. 2011). Ekspertvurderinger var den beste tilnærmingen man hadde i 2010, men man så et stort behov for bedre arealdata samt en metodikk for angivelse av tilstandsverdier for de to indirekte indikatorene (Norderhaug m.fl. 2010). Om kvaliteten på Naturindeks for Norge skal bli bedre, er det et behov for økt arealrepresentativ informasjon om tilstand og hvordan denne endres. I tillegg vil vi med en etablert overvåkning få bedre arealtall som senere kan benyttes i Naturindeks, rødelistevurdering, utvikling av handlingsplaner etc. Den beste metoden for å oppnå kunnskap om endringer er at overvåkning etableres. I og med at naturtypene i åpent lavland er i relativt små og spredte arealer vil, en fullstendig kartlegging være utfordrende. Det bør derfor etableres en metode og et overvåkingsopplegg som kan gi et representativt utvalg av arealer som inkluderer den naturvariasjon som er tilstede i Norge.

Natur i Norge

Rammeverket for all kartlegging gjort gjennom de delundersøkelser beskrevet i denne rapporten, baseres i hovedsak på Natur i Norge (NiN 2.0; Halvorsen m.fl. 2015^a,b,c; Bryn &

Halvorsen 2015). Siden det meste av arbeidet ble utført før det endelige rammeverket versjon 2.0, var ferdigstilt, ble noe basert på beskrivelser presisert i rammeverkets versjon 1.0 (Halvorsen m.fl. 2009).

NiN består av tre deler som er typeinndeling, lokale miljøvariabler og et beskrivelsessystem. En naturtype er definert som «Ensartet type natur som omfatter alle levende organismer som forekommer sammen på et gitt sted og miljøforholdene som virker der, samt natur med et ensartet preg forårsaket av systematiske mønstre i forekomsten av observerbare strukturer og elementer». I NiN beskrives naturtyper på 3 nivåer: hovedtypegrupper, hovedtyper og grunntyper. I dette prosjektet har vi kartlagt naturtyper på hovedtypenivå.

Her vil vi presisere definisjoner og beskrivninger i NiN som har vært grunnlaget for kartlegginger gjennom delundersøkelsen i denne rapporten.

Semi‐naturlig mark

Semi-naturlig jordbruksmark er omtalt i NiN 1.0 som:

«helhetlig system på øko-naturtypenivå som gjennom lang tid med kontinuerlig, moderat intensiv hevd (langvarig ekstensiv grunnleggende hevd, det vil si uten fysisk endring av markstrukturen, for eksempel ved dyppløying, og med ubetydelig innsåing av nye arter, gjødsling eller bruk av sprøytemidler) har fått særpregete markegenskaper og struktur og/eller funksjon; kulturmarka er vesentlig forskjellig fra naturmark i den forstand at et annet sett av lokale basisøkokliner er nødvendig for a beskrive hovedtrekk i variasjonen».

(11)

BAKGRUNN 11

Videre er den beskrevet som et samfunn av stedegne arter og intakt jordstruktur og derfor et helhetlig jord system med diasporebank og biotiske relasjoner som mykorrhiza.

Den grunnleggende menneskeskapte forstyrrelsen i semi-naturlig mark er basert på ekstensiv hevd. Hevd defineres som «regelmessig menneskebetinget aktivitet som opprettholder spesifikke naturtyper gjennom forstyrrelse, eventuelt i kombinasjon med tiltak for å fremme landbruksproduksjon; aktiviteter og påvirkninger som inkluderes i hevdbegrepet er slått, beiting og husdyrtråkk, brenning, jordbearbeiding, rydding, sprøyting, gjødsling, høsting av tresjiktet, såing og vanning; bestemte hevdbetingete naturtyper forutsetter bestemte hevdregimer». Om et menneskeskapt areal er semi-naturlig blir bestemt av den lokale miljøvariabelen hevdintensitet (Tabell 1). Semi-naturlig eng har ingen eller kun svake spor etter gjødsling. Om gjødsling er regelmessig, arter er innsådd og/eller arealet er sprøytet eller pløyd, er naturtypen basert på et sterkt endret system og den faller følgelig ikke inn under definisjonen av semi-naturlig system.

Tabell 1. Den lokale miljøvariabelen hevdintensitet (HI) som beskrevet i NiN 2.0 (Halvorsen m.fl. 2015^c).

HI Trinnbetegnelse Hoveddel Beskrivelse 8 Svært intensiv Sterkt endret mark Fulldyrket.

7 Intensiv Sterkt endret mark Ryddet, pløyd og tilrettelagt for maskinell høsting.

6 Nokså intensiv Sterkt endret mark Regelmessig gjødslet; innsådde

jordbruksvekster; sprøytet; spor etter pløying.

5 Svakt intensivt Semi-naturlig mark Spor etter gjødsling, men likevel et sterkt innslag av arter med liten-moderat toleranse overfor gjødsling.

4 Ekstensivt Semi-naturlig mark Uten spor etter gjødsling; preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning.

3 Nokså ekstensivt Semi-naturlig mark Relativt regelmessig ryddet (delvis); preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning, men med moderat intensitet.

2 Svært ekstensivt Naturlig mark Tydelige spor etter beiting men ikke ryddet;

beiteskog i skogsmark.

1 Uten hevd Naturlig mark Uten hevdpreg.

Hevdintensitet 6 er (i tillegg til beskrivelsen i Tabell 1) beskrevet som «nokså intensiv hevd på grunn av enten regelmessig gjødsling og/eller spor etter innsådde arter og pløying men kan fremdeles ha preg av semi-naturlig eng».

Hovedtyper av semi‐naturlige mark inkludert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten

Semi-naturlig eng (tilsvarer kulturmark i NiN 1.0):

«Semi-naturlig eng omfatter engpregete, åpne eller tresatte økosystemer som er formet gjennom ekstensiv («tradisjonell») hevd (beite og slått, eller oftest en kombinasjon av beite og

(12)

BAKGRUNN 12

slått) og brukt til jordbruksproduksjon gjennom lang tid, ofte hundrer av år. Marka i semi- naturlig eng kan, men behøver ikke, være ryddet for stein. Semi-naturlig eng omfatter arealenheter som ikke har synlige fysiske spor etter pløying eller tilsåing med fôr- og matvekster og som mangler eller bare har svake spor etter gjødsling og/eller sprøyting.»

Semi-naturlig strandeng:

«Åpne, engpregete økosystemer i øvre del av fjærebeltet (midtre-øvre geolitoral og supralitoral), som er formet gjennom ekstensiv («tradisjonell») hevd (oftest beite, men også enkelte steder slått) og bruk til jordbruksproduksjon gjennom lang tid, ofte hundrer av år.»

Semi-naturlig våteng:

«Semi-naturlig mark (HI: 3-5; Tabell 1) med grunnvannsspeil som det meste av året står høyt nok til at definisjonen av våtmark er tilfredsstilt, og som mangler torvproduksjon.»

Hovedtyper av sterkt endret mark diskutert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten

Oppdyrket varig eng:

«jordbruksmark preget av intensiv hevd uten hyppig markbearbeiding, det vil si at mark som gjødsles, sprøytes, tilsås etc., men ikke jevnlig pløyes opp».

Sterkt endret fastmark med preg av semi-naturlig eng:

«Mark som kombinerer egenskapene «sterkt endret mark», det vil si som er resultatet av planering, utfylling el.l., og et ekstensivt hevdregime, det vil si at marka gjennom forholdsvis lang tid (i hvert fall noen tiår) er slått eller beitet som om det var en semi-naturlig eng og derfor har trekk i artssammensetning og utseende som overfladisk minner om semi-naturlig eng».

Oppdyrket mark med preg av semi-naturlig eng:

«Sterkt endret jordbruksmark, det vil si arealer som har vært gjenstand for intensiv hevd, men som i forholdsvis lang tid (i hvert fall noen tiår) er slått eller beitet som om det var en semi- naturlig eng og derfor har trekk i artssammensetning og utseende som overfladisk minner om semi-naturlig eng».

Hovedtyper av naturlig mark diskutert i delundersøkelsene beskrevet i denne rapporten

Skogsmark (tilsvarer fastmarksskogsmark i NiN 1.0):

«Naturlig mark som er sterkt preget av langvarig innflytelse fra trær».

Overgangen fra semi-natulig eng til fastmarksogsmark er definert å ha inntruffet når det er etablert en andre tregenerasjon (Halvorsen m.fl. 2009). Videre er «normalskogen» definert til å være: «tilnærmet ensaldret og én- eller fåsjiktet» og suksesjonen som: «en (rask), i stor grad

(13)

BAKGRUNN 13

forutsigbar suksesjon med fem stadier, fra åpen fase f.eks. etter flatehogst (trinn 1, skog under fornying), til gammel skog (trinn 5)» (Halvorsen 2009).

Naturlig variasjon som påvirker semi‐naturlig mark

En semi-naturlig eng varierer langs regionale- og lokale gradienter. Disse gradientene beskrives i NiN 2.0 som karakteriserende kilder til variasjon: «basal naturegenskap som er særlig viktig for å forklare variasjon i sammensetning av (eventuelt også struktur i) karakteriserende naturegenskaper på et gitt naturmangfold-nivå» (Halvorsen m.fl. 2015^a,c). I NiN 1.0 ble noen av disse omtalt som økokliner: «en arealenhets grunnleggende egenskaper» (Halvorsen m.fl.

2009). Viktige regionale kilder til variasjon (Regional naturvariasjon i følge NiN 2.0 terminologien) i semi-naturlig eng er bioklimatiske soner og seksjoner (Halvorsen m.fl. 2009), i hovedsak «naturlige» og «stabile» miljøgradienter. Viktige lokale kilder til variasjon inkluderer lokale komplekse miljøgradienter (LKM, i følge NiN 2.0 terminologien). De LKM med høyest påvirkning på biologiske egenskaper i en semi-naturlig eng er: kalkinnhold (KA), hevdintensitet (HI), kildevannspåvirkning (KI), uttørkingsfare (UF), sandstabilisering (SS), slåttemarkspreg (SP), vannmetting (VM). Påvirkningseffekten av disse synker med rekkefølgen over (Halvorsen m.fl. 2015^a), men som beskrevet over er hovedargumentet for at arealet skal inneholde semi- naturlig eng er en viss forekomst av hevd (grunnleggende hevdintensitet: trinn 3-5; Tabell 1). En beskrivelse av hevdintensitet, kildevannspåvirkning og slåttemarkspreg som kan overføres og anvendes i en beskrivelse av semi-naturlig eng til utvikling av åpent lavland i Naturindeks for Norge, er tilgjengelig gjennom NiN 2.0 rammeverket (Tabell 2; Halvorsen m.fl. 2015^a,c).

Tilsvarende beskrivelser av kalkinnhold, uttørkingsfare, sandstabilisering, og vannmetting fins ikke. De gradienter som er beskrevet i NiN 2.0 er tilpasset skog, fjell og dyner.

I tillegg til disse miljøvariablene som i følge NiN 2.0 er definert som "variabler som hver består av flere enkeltmiljøvariabler som samvarierer i mer eller mindre sterk grad, og som gir opphav til variasjon i artssammensetning på relativt fin romlig skala og som har en virkning som vedvarer over relativt lang tid [typisk mer enn 100(–200) år]", vil også semi-naturlig eng være påvirket av miljøvariabler som endrer de biologiske egenskapene over kortere perioder. I NiN- systemet kalles variasjon grunnet slike påvirkninger, tilstandsvariasjon og defineres som:

"variasjon i miljøforhold som gir opphav til mønstre som er observerbare i et relativt kort tidsrom [typisk mindre enn 100(–200) år] og som ikke endrer det aktuelle systemets grunnleggende egenskaper, og den variasjonen i artssammensetning den gir opphav til".

Tilstandsvariabler definert i NiN 2.0 som påvirker semi-naturlig eng er: Jordbruk (aktuell bruksintensitet, beitedyr, beitetrykk, gjødsling, høsting av tresjiktet og slåtteintensitet), rask suksesjon (rask gjenvekstsuksesjon i semi-naturlig jordbruksmark inkludert våteng), fremmedartsinnslag, forsuring og spor etter tunge kjøretøy. Brukes NiN 2.0 rammeverket skal tilstandsvariablene beitedyr og høsting av tresjiktet registreres som binomiske variabler (0/1);

aktuell bruksintensitet, beitetrykk, gjødsling og slåtteintensitet som ordnede faktorvariabler (Tabell 3); rask suksesjon som en ikke-ordnet faktorvariabel (Tabell 5a); spor etter tunge kjøretøy som en andelsvariabel og fremmedartsinnslag og forsuring som referansebaserte andelsvariabler (R7-måleskalaen; Tabell 5b).

(14)

BAKGRUNN 14

Tabell 2. De lokale komplekse miljøvariablene a) kalkinnhold, b) hevdintensitet, c) kildevannspåvirkning, d) uttørkingsfare, e) sandstabilisering, f) slåttemarkspreg, g) vannmetting og h) semi-naturlig hevdregime som beskrevet i NiN 2.0 (Halvorsen m.fl. 2015^a,c).

Trinn og

betegnelse Beskrivelse a) Kalkinnhold

1 Fattig

2 Intermediær

3 Nokså rik

4 Svært rik

b) Hevdintensitet 5 Svakt

intensivt Spor etter gjødsling, men likevel et sterkt innslag av arter med liten-moderat toleranse overfor gjødsling.

4 Ekstensivt Uten spor etter gjødsling; preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning.

3 Nokså

ekstensivt Relativt regelmessig ryddet (delvis); preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning, men med moderat intensitet.

c) Kildevannspåvirkning¹⁾

0 Ingen Ingen regelmessig tilførsel av grunnvann eller bevegelig overflatevann.

1 Meget svak Regelmessig tilførsel av bevegelig overflatevann, men ikke tilstrekkelig til at kildevannspåvirkningen av artssammensetningen er observerbar.

2 Svak Svak kildevannspåvirkning, men tilstrekkelig til å gi observerbar effekt på artssammensetningen (markert flush-effekt som indikerer tilførsel av bevegelig grunnvann med kildevannsegenskaper).

d) Uttørkingsfare Frisk

Tørkeutsatt e) Sandstabilisering

Stabilisert

Uten preg av sandmark f) Slåttemarkspreg

Beitepreget Preget av beite som dominerende hevdform.

Slåttepreget Preget av slått som dominerende hevdform.

g) Vannmetting Veldrenert

Vekselfuktig og fuktig h) Semi-naturlig hevdregime

Beite og/eller slått Lyngbrenning

1)For semi-naturlig eng har man i NiN 2.0, bare delt inn i to klasser: ingen og svak påvirkning.

(15)

BAKGRUNN 15

Tabell 3. Beskrivelse av de ordnede faktorvariabel-trinnene i tilstandsvariablene a) Aktuell bruksintensitet b) beitetrykk, c) gjødsling og d) slåtteintensitet (NiN 2.0; Halvorsen m.fl. 2015^a,c).

Trinn og

betegnelse Beskrivelse a) Aktuell bruksintensitet

3 Nokså ekstensiv Semi-naturlig mark som relativt regelmessig ryddes, i hvert fall delvis, og som bærer preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning, men med moderat intensitet.

4 Ekstensiv Semi-naturlig mark uten spor etter gjødsling, som bærer preg av lang tids beiting, slått og/eller brenning.

5 Svakt intensiv Semi-naturlig mark med spor etter gjødsling, men som likevel har et sterkt innslag av arter med liten eller moderat intensive overfor gjødsling.

b) Beitetrykk

1 Ingen beitespor -

2 Lavt Spor etter beiting på prefererte arter.

3 Moderat Omfattende spor etter beiting på prefererte arter, og på ikke-prefererte arter.

4 Nokså høyt Beitepreget vegetasjon, med en artssammensetning som hovedsakelig består av beitebegunstigede arter.

c) Gjødsling

1 Ingen Uten spor etter gjødsling.

2 Svært lett Svært sporadisk, manuell, selektiv gjødsling med kunstgjødsel (eller husdyrgjødsel) i fast form, sporadisk, uten klare (observerbare) utslag på artssammensetningen.

3 Middels intensiv Manuell selektiv gjødsling med kunstgjødsel eller husdyrgjødsel i fast form, som kan ha vedvart en del år, men som ikke er tilstrekkelig til å slå ut

nitrogenfølsomme arter som er typisk for semi-naturlig mark.

d) Slåtteintensitet 1 Slås ikke - 2 Sporadisk

utmarksslått Sporadisk slått i utmark, langs åkerkanter etc.

3 Regelmessig

utmarksslått Regelmessig slått i utmark, på myr, langs strender etc.

4 Årlig, sein slått på

innmark

Årlig slått på innmark med sikte på produksjon av dyrefôr; tørking på bakken, i høystakker eller oppsamling til rundballeproduksjon; på et tidspunkt etter at et flertall av slåttemarksartene har fullført reproduksjonen.

5 Årlig, tidlig slått på

innmark

Årlig høysommerslått på innmark med sikte på produksjon av dyrefôr; tørking på bakken, i høystakker eller oppsamling til rundballeproduksjon; på det tidspunktet som er gunstigs med hensyn til fôrets næringsverdi og biomasse.

(16)

BAKGRUNN 16

I tidligere faser av NiN var en tilstandsvariabel kalt gjengroingstilstand klassifisert langs en firedelt skala (Norderhaug m.fl. 2012; Tabell 4) inkludert. Gjengroingstilstand ble definert som:

«Variasjon på mark som tidligere er utnyttet til jordbruksformål etter at bruken har opphørt eller er har blitt sterkt redusert».

Denne viste seg veldig kompleks og derfor fjernet i NiN 2.0. og delvis erstattet av tilstandsvariabelen «Rask gjenvekstsuksesjon i semi-naturlig jordbruksmark inkludert våteng»

hvor kun artssammensetning ble lagt til grunn for definisjon av stadiene (Tabell 5a).

Tabell 4. Beskrivelser av trinnindelinger for tilstandsvariabelen gjengroingstilstand (GG) til bruk i NI- prosjektet i 2011.

Trinn og

betegnelse Beskrivelse

1 I bruk I kultur- og kunstmark (HI > 2).

2 Brakkleggings-

fase I begynnende gjengroing mot en ettersuksesjons-tilstand av naturmark;

artssammensetningen er vesentlig mer lik arealer i aktiv bruk enn

ettersuksesjonstilstanden, men brakkleggingen fører til opphoping av strø og sterk reduksjon av små urter; under skoggrensa typisk karakterisert ved at vedvekster mangler eller forekommer svært spredt.

3 Tidlig gjenvekst-

suksesjonsfase I gjengroing mot en ettersuksesjonstilstand av naturmark; men artssammensetningen er mer lik arealer i aktiv bruk enn

ettersuksesjonstilstanden eller kjennetegnet ved at et busk- eller tresjikt er i så sterk utvikling at en undervegetasjon av kulturmarksarter er vesentlig redusert i artsantall og artsmengder; under skoggrensa er dette trinnet typisk karakterisert ved forekomst av vedvekster (kratt og/eller lavvokst eller åpen skog).

4 Sein gjenvekst-

suksesjonsfase I gjengroing mot en ettersuksesjons-tilstand av naturmark;

artssammensetningen er mer lik ettersuksesjonstilstanden enn arealer i aktiv bruk eller kjennetegnet ved et så tett busk- eller tresjikt at en undervegetasjon nesten mangler; under skoggrensa typisk karakterisert ved forekomst av tett- og høgvokst skog eller kratt.

Etter- suksesjons- tilstand

Artssammensetningen kan ikke skilles fra sammenliknbare natursystemer på naturmark og systemet har nådd en endringstakt som ikke lenger er vesentlig raskere og/eller har klarere ’retning’ enn disse natursystemene. I lavlandet kjennetegnes ettersuksesjonstilstanden av at første tregenerasjon har gått inn i oppløsningsfasen og at dødved finnes, og av en artssammensetning som er mer eller mindre typisk for naturmarkssystemer.

(17)

BAKGRUNN 17

Tabell 5. Beskrivelse av trinnene i a) den ikke-ordnet faktorvariabel tilstandsvariablene rask suksesjon og b) den referansebaserte andelsvariablen (R7-måleskalaen) som skal anvendes for å kvantifisere fremmedartsinnslag og forsuring (NiN 2.0; Halvorsen m.fl. 2015^c).

Trinn og

betegnelse Beskrivelse

a) Rask gjenvekstsuksesjon i semi-naturlig jordbruksmark inkludert våteng.

1 Intakt semi-

naturlig mark Semi-naturlig eng, strandeng, kystlynghei eller våteng som brukes på en måte som opprettholder ekstensivt hevdpreg.

2 Brakkleggings-

fase I gjengroing mot en ettersuksesjonstilstand av naturmark;

artssammensetningen er vesentlig mer lik arealer i aktiv bruk enn ettersuksesjonstilstanden.

3 Tidlig gjenvekst- suksesjonfase

I gjengroing mot en ettersuksesjonstilstand av naturmark artssammensetningen er mer lik arealer i aktiv bruk enn ettersuksesjonstilstanden.

4 Sein gjenvekst-

suksesjonsfase I gjengroing mot en ettersuksesjonstilstand av naturmark;

artssammensetningen er mer lik ettersuksesjonstilstanden enn arealer i aktiv bruk.

Etter- suksesjons- tilstand

Artssammensetningen kan ikke skilles fra sammenliknbare natursystemer på naturmark og systemet har nådd en endringstakt som ikke lenger er vesentlig raskere og/eller har klarere «retning» enn disse natursystemene.

b) R7-måleskalaen for registrering av fremmedartsinnslag og forsuring 1 Nulltrinn Referansesituasjon der ingen effekt av påvirkningen på

artssammensetningen kan observeres/intakt preg av semi-naturlig eller sterkt endret mark.

2 Svak effekt Artssammensetningen inneholder minst én art eller en annen klar indikasjon på effekt av påvirkningen.

3 Nokså svak

effekt Artssammensetningen inneholder flere arter og/eller andre indikasjoner på effekt(er) av påvirkningen, men ulikheten med nulltrinnets

karakteristiske artssammensetning er mye mindre enn (<1/7 av) ulikheten med ekstremtrinnet.

4 Middels sterk

effekt Stor ulikhet i artssammensetning både med nulltrinnet og med ekstremtrinnet, men klart størst likhet med nulltrinnet.

5 Nokså sterk

effekt Ulikhet i artssammensetning omtrent like stor med nulltrinnet og ekstremtrinnet.

6 Sterk effekt Stor ulikhet i artssammensetning både med nulltrinnet og med ekstremtrinnet, klart størst likhet med ekstremtrinnet.

7 Ekstremtrinn Referansesituasjon der artssammensetningen ikke eller nesten ikke inneholder arter som kjennetegner nulltrinnet/ettersuksesjonstilstand.

(18)

BAKGRUNN 18

Formål

Dette prosjektet har gått over tre faser som sammen skal danne grunnlaget for helhetlig overvåkning av semi-naturlig eng i Norge. I rapporten «Kulturmarkseng i Naturindeks – utvikling av kunnskapsgrunnlaget for overvåkning og forvaltning» (Norderhaug m.fl. 2012) basert på resultater fra de to første fasene, ble det foreslått et konkret opplegg for overvåkning av semi-naturlig eng. Ved hjelp av romlig prediksjonsmodellering ble det foreslått å etablere prøveflater for overvåkning som kan gi arealrepresentative data på arealdekning, tilstand og endringer i semi-naturlig eng. Et slikt overvåkingsopplegg vil gi viktig informasjon om endringer i jordbrukets kulturlandskap. De romlige prediksjonsmodellene vil danne grunnlaget for lokalisering av prøveflater. Forslaget er å etablere prøveflater i 20 småruter (500 m × 500 m) i hvert av 100 storruter (1km × 1km). I ett utvalg av disse prøveflatene (alle i fem av de faste smårutene i 40 av de faste storrutene) ble det foreslått å overvåke biologisk mangfold (av karplanter) og tilstand i semi-naturlig eng.

Biologisk mangfold ble foreslått overvåket ved å registrere artslister med enkle mengdeangivelser (se Tabell 13). I tillegg ble det foreslått å gjøre forenklede populasjonsregistreringer ved hjelp av «rutenettmetoden». I 10 referanseområder, eksempelvis i spesielle verdifulle kulturlandskap i landbruket eller i handlingsplanområder, ble det foreslått å ha en basisovervåkning basert på smårutefrekvens, prosentvis dekning og relevante miljøvariabler i 50 1 m × 1 m fastruter i hvert referanseområde.

Etter de to første fasene gjensto det fremdeles noen spørsmål som måtte avklares. I rapporten (Norderhaug m.fl. 2012) ble det synliggjort en rekke spørsmål som viser kunnskapsmangler i forhold til en overvåkning av semi-naturlig eng:

• Er det mulig å lage klare nok kriterier for avgrensning av polygoner med semi-naturlig eng?

• Hva er den optimale metoden for kartlegging:

o Flyfoto tolkning?

o Feltkartlegging?

o En kombinasjon?

• Hvilke tilstandsvariabler er mulig å kartlegge og hvilke metoder er mest effektive?

• Hvordan er validiteten (= i hvilken grad kan man trekke gyldige slutninger om det man har satt seg som formål å undersøke?) på artslistene og mengdeangivelsene basert på metoden foreslått?

• Hvor mange og hvor store observasjonsenheter er nødvendig for å gi pålitelige svar i effektstudier og andre overvåkingsrelaterte undersøkelser?

I siste fase av dette prosjektet ble det derfor gjennomført delundersøkelser med det mål å utvikle tilstrekkelig kunnskap slik at arealrepresentativ overvåking av semi-naturlig eng i Norge på nasjonal basis kan bli igangsatt.

I denne rapporten vil fire av delundersøkelsene bli beskrevet:

1) Bruk av enkel modellering til å predikere områder med potensielt høy sannsynlighet for utbredelse av semi-naturlig eng.

(19)

BAKGRUNN 19

2) Kartlegging og avgrensing av semi-naturlig eng:

a) Bruk av tilgjengelig offentlig statistikk og flyfoto.

b) Identifisering og avgrensning av naturtypen gjennom feltundersøkelser.

3) Registrering av biologisk mangfold:

a) Størrelse på og antall studieenheter.

b) Forekomst, frekvens og mengde av artene;

Hvilke biologiske egenskaper bør inkluderes?

4) Registrering av miljøvariabler:

a) I felt.

I tillegg til dette ønsket vi gjennom disse delundersøkelsene å gi estimat på tidsbruk (=ressursbruk) for de forskjellige metoder beskrevet.

I Norderhaug m.fl. (2012) ble det foreslått å modellere utbredelse av semi-naturlig eng ved å bruke modelleringsalgoritmen MaxEnt. Denne algoritmen er blitt mye brukt for å modellere forekomst av arter, men kan òg brukes for å modellere forekomsten av en naturtype slik som i dette prosjektet (se Halvorsen 2012). Fordi prediksjonsmodeller for de aktuelle regionene ikke ble ferdige i tide før festsesongen, valgte vi å bruke en GIS (Geografisk Informasjons System) overlay-modellering som grunnlag for lokalisering av studieområder (Delundersøkelse 1). Et opplegg basert på prediksjonsmodellering og MaxEnt vil likevel bli skissert i sluttrapporten fra prosjektet.

(20)

(21)

ENKEL MODELLERING 21

1. BRUK AV ENKEL MODELLERING TIL Å

PREDIKERE OMRÅDER MED POTENSIELT HØY SANNSYNLIGHET FOR FOREKOMST AV SEMI‐

NATURLIG ENG

Naturgrunnlaget i Norge er svært variert grunnet variasjon i klima, berggrunn og topografi (Figur 1). Semi-naturlig eng er lokalisert i alle vegetasjons- soner og seksjoner (Naturtypebasen v1.1) og derfor vil naturtypen også variere gitt nivå på vannmetning, kalkinnhold og regional artsdiversitet.

Gjennom tidligere faser av dette prosjektet er semi-naturlig eng kartlagt i fjellområder i Midt- Norge (Oppdal) og lavlandet på Østlandet (Østfold) (Norderhaug m.fl. 2012) (Figur 1). Vi ønsket å få et kunnskapsgrunnlag basert på flere bioklimatiske forhold enn tidligere. Studieområdene i denne siste fasen av prosjektet ble derfor lagt til Sør-Vestlandet og Midt-Norge

a) b)

Figur 1. Lokalisering av studieområdene i forhold til bioklimatiske miljøgradienter; a) seksjoner og b) soner i Norge. : studieområder i fase 3 (Karmøy og Elvran); : studieområder i de to første fasene av prosjektet (Oppdal og Østfold). Kartene over bioklimatiske gradientene er fra Bakkestuen m.fl. (2008).

^

_ _

(22)

Delmål

Før undersøkelser i de to regionene kunne bli iverksatt, var det nødvendig å definere og avgrense studieområder; Sør-Vestlandet (Rogaland, nord for Boknafjorden eller Hordaland) og Midt-Norge (Nord-Trøndelag eller Nordland). Målet med denne delundersøkelsen var derfor å definere studieområder med antatt høy sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng.

Metode

Studieområder ble valgt ut ved hjelp av enkle prediksjonsmodeller og overlay-analyser i ArcMap (Esri ArcMap 10.1). Oppløsningen var som foreslått i Norderhaug m.fl. (2012); 10 km × 10 km storruter inndelt i småruter på 500 m × 500 m.

Grunnlagskartene for prediksjonene var Statistisk Sentralbyrås 10 km × 10 km og 500 m × 500 m rutenett (lastet ned fra: http://www.ssb.no/natur-og-miljo/geodata). Først ble en storrute (10 km × 10 km) med høy sannsynlighet for semi-naturlige eng utbredelse valgt ut i hver region.

Deretter ble 30 småruter (500 m × 500 m) i begge disse storrutene valgt ut. I tillegg til 20 småruter som er anbefalt til bruk i etablering av fastruter for overvåkning i Norderhaug m.fl.

(2012), ble i tillegg 10 småruter valgt ut for å muliggjøre en evaluering av prediksjonene.

Tabell 6. Trinnvis prosedyre for å velge ut studieområder; a) En storrute (10 km × 10 km) i to regioner og b) 30 småruter (500 m × 500 m) i hver region. Kjennetegnende arter = arter som karakteriserer eller er sterkt bundet til vegetasjonstypen (Fremstad 1997). En nærmere forklaring på hvert trinn er gitt i teksten nedenfor.

Trinn 1 Trinn 2 Trinn 3 Trinn 4

a) Storrute

Forekomst av kjennetegnende plantearter for semi‐

naturlig eng

I lavlandet og minimum 50 % landareal

Rangering basert på kjennetegnende arter + dyrka og beita areal

Tilgjengelighet

b) Smårute

Gruppe 1:

Dyrka og beita areal og/eller kjennetegnende arter 

Høy sannsynlighet

Gruppe 2 Alt annet 

Lav sannsynlighet

Prediksjonsmodell storruter (10 km × 10 km)

En trinnvis prosedyre ble benyttet for å velge storruter med potensiell høy utbredelse av semi- naturlig eng (Tabell 6a).

(23)

Trinn 1.

Det første trinnet besto i å knytte kartfestede forekomst av karplanter til 10 km x 10 km rutenettet i de to regionene ved bruk av overlay-analyser i ArcMap. Utbredelseskart over artenes forekomst ble hentet fra Artskart 1.6 (Artsdatabanken og GBIF-Norge © 2007-2014; lastet ned fra: http://artskart.artsdatabanken.no/FaneArtSok.aspx). Kun de observasjoner med geografisk nøyaktighet på 500 m eller bedre ble inkludert i analysen. Artene ble delt i to klasser; 1) kjennetegnende arter for semi-naturlig eng (= arter som karakteriserer eller er sterkt bundet til vegetasjonstypen (Fremstad 1997) og 2) andre arter. De kjennetegnende artene ble definert basert på et datasett under utvikling i NiN (upublisert) hvor arter i norsk flora er kategorisert etter hvilke naturtyper de er spesielt tilknyttet De storrutene som inneholdt flere enn 50 observasjoner av de kjennetegnende artene og hvor forholdet mellom antall observasjoner av disse og de andre artene var over 0,1, ble inkludert videre i utvelgelsesprosedyren.

Trinn 2.

En terrengmodell og AR5 (arealressurskart i målestokk 1:5000; Bjørkelo m.fl. 2009) ble knyttet til de gjenværende storrutene ved bruk av overlay-analyser i ArcMap. De storrutene som besto av mer enn 50 % landarealer og hvor gjennomsnittshøyden var under 500 moh ble valgt ut.

Trinn 3.

En rangering av de gjenværende storrutene i hver region ble gjennomført ut fra på forhånd fastsatte kriterier. Rutene ble sortert etter antall observasjoner av kjennetegnende arter for semi-naturlig eng og gitt verdi; høyest verdi til den storruten med høyest antall observasjoner.

Semi-naturlig eng er ikke en arealklasse i AR5 og det er derfor ikke mulig å bruke AR5 til å avgrense semi-naturlig eng. Semi-naturlige eng vil som regel inngå sammen med andre naturtyper i arealtypene overflatedyrka jord og innmarksbeite i AR5. Det ble derfor antatt at det er størst sannsynlighet å finne semi-naturlig eng i områder hvor det er overflatedyrka jord og innmarksbeite i følge AR5. I hver region ble derfor storrutene også rangert etter areal med overflatedyrka jord og innmarksbeite; høyest verdi til den storruten med størst areal av disse to arealtypene. Verdiene fra rangeringen basert på forekomsten av kjennetegnende arter og rangeringen basert på areal av overflatedyrka jord og innmarksbeite ble så summert (Figur 2).

Trinn 4.

Av de storrutene i hver region med høyest sum (fra trinn 3) ble én valgt ut til studieområde.

Denne ble valgt ut med tanke på tilgjengelighet for effektiv gjennomføring av feltarbeid.

Prediksjonsmodell småruter (500 m × 500 m)

En trinnvis prosedyre ble også benyttet for å velge 30 500 m × 500 m småruter i hver storrute (Tabell 6b).

(24)

Trinn 1.

Smårutene ble klassifisert i to grupper. Gruppe 1 inneholdt småruter med antatt høy sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng. Det ble antatt høy sannsynlighet i småruter med tilstedeværelse av arealtypene overflatedyrka jord og/eller innmarksbeite (AR5; Bjørkelo m.fl. 2009) og/eller hvor kjennetegnende plantearter var registrert i Artskart. Gruppe 2 inneholdt resten av smårutene i storruta. Småruter fra gruppe 2 ble inkludert i studiet for å teste om vi hadde oversett småruter som inneholdt semi-naturlig eng ved å bruke kriteriet over.

a) b)

Figur 2. Storrutene (10 km × 10 km) som gjenstod etter trinn 2 i utvelgelsesprosedyren i a) Midt-Norge og b) Vestlandet. Disse ble rangert etter areal av overflatedyrka jord og innmarksbeite basert på AR5 (arealressurskart) og antall kjennetegnende plantearter for semi-naturlig eng (Artskart).

Trinn 2.

Småruter fra gruppe 1 og gruppe 2 ble valgt tilfeldig men forkastet om de grenset mot hverandre. Antall småruter med estimert høy sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng varierte mellom de to storrutene. Det endelige antall småruter valgt ut ble bestemt ut fra forholdstallet mellom antall småruter med estimert høy sannsynlighet og antall småruter med estimert lav sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng. Vi bestemte på forhånd at antall småruter skulle være minst 20 % og maksimum 10 småruter.

(25)

Evaluering av prediksjonsmodellene

Den enkle GIS-modelleringen brukt for å velge ut studieområder, ble evaluert ved at vi estimerte sannsynligheten for to typer av feil i prediksjonene – ofte omtalt som Type I og Type II feil. En Type I feil har vi dersom en smårute er tilordnet gruppen med høy sannsynlighet for å inneholde semi-naturlig eng, men småruten likevel ikke inneholder naturtypen. Type II feil har vi derimot dersom en smårute er tilordnet gruppen med lav sannsynlighet for å inneholde semi-naturlig eng, men naturtypen likevel finnes i ruten. Frekvensen av de to typene feil ble estimert basert på data fra feltundersøkelser og metodikk beskrevet i delundersøkelse 2.

Resultat

Basert på den trinnvise prosedyren for utvelgelse av storruter ble to studieområder på 10 km × 10 km valgt ut: Elvran i Midt-Norge og Karmøy på Vestlandet (Figur 1, 2). Det var 74 småruter med høy estimert sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng i Elvran. Tjue av disse ble valgt ut til videre undersøkelser i tillegg til ti av de rutene med lav estimert sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng (Figur 3a). På Karmøy ble 24 av 191 smårutene med høy estimert sannsynlighet og 6 av de med lav estimert sannsynlighet for forekomst av semi-naturlig eng valgt ut (Figur 3b).

Semi-naturlig eng ble gjennom feltundersøkelsene ikke funnet i noen av smårutene med estimert lav sannsynlighet for forekomst av naturtypen. I Elvran forekom ikke naturtypen i tre av smårutene med estimert høy sannsynlighet. På Karmøy ble ikke naturtypen observert i fem av smårutene med estimert høy sannsynlighet. I gjennomsnitt var dermed Type I feil (en smårute er feilaktig definert til potensielt å inneholde semi-naturlig eng) 18 % mens Type II feil (en smårute er feilaktig definert til ikke potensielt å inneholde semi-naturlig eng) var ikke tilstede (0 %).

Diskusjon

En feilkilde ved en prediksjonsmodell er at et fenomen man ønsker å finne blir oversett (Type II feil). Denne feilkilden ble ikke funnet i denne undersøkelsen. Dermed kan vi påstå at påliteligheten til denne relativt enkle øvelsen for å velge områder for videre undersøkelser, var høy. Kriteriene som ble definert og brukt i den trinnvise utvelgelsesprosedyren var relevante og gode. Problemet med en prediksjonsmodell med høy Type I feil i kartleggingssammenheng, er økte kostnader i forbindelse med søk etter naturtypen i arealer hvor naturtypen likevel ikke finnes. Når 18 % av prediksjonene er en Type I feil, er det en relativt høy feilfrekvens for denne feilkilden. Flere relevante kriterium burde inngått i modellen som ble brukt for å velge ut rutene brukt i undersøkelsen. Arbeidet med en mer avansert prediksjonsmodell ved bruk av MaxEnt som skissert i Norderhaug m.fl. (2012) tilsier at den modellen som er under utvikling vil gi bedre resultater. Vi konkluderer derfor med at flere relevante kriterier burde ha blitt inkludert i modelleringen. Den mer avanserte metoden foreslått i Norderhaug m.fl. (2012) tillater

(26)

undersøkelser av hvilke kriterier som er egnet og vil derfor forhåpentligvis også gi en lavere verdi på Type I feil.

a) b)

Figur 3. 30 småruter (500 m × 500 m; rosa og blå) valgt ut i a) Elvran, Midt-Norge og b) Karmøy, Vestlandet. Det svarte rutenettet viser de utvalgte storrutene (10 km × 10 km).

Oppsummering

En enkel GIS-modellering var en tilstrekkelig metode for å finne egnede studieområder for disse delundersøkelsene.

(27)

(28)

(29)

KARTLEGGE SEMI‐NATURLIG ENG 29

2. KARTLEGGING OG AVGRENSING AV SEMI‐

NATURLIG ENG

I de to første fasene av prosjektet, ble kartlegging av semi-naturlig eng ved bruk av flyfoto og feltundersøkelser sammenlignet. Disse sammenligningene viste at kartlegging ved hjelp av infrarøde (IR) flyfoto og historiske svart-hvitt flyfoto var en lovende kartleggingsmetode, men at noen arealer med semi-naturlig eng kan være vanskelig å oppdage på flyfoto og derfor vil bli oversett (jf. Norderhaug m.fl. 2012). Undersøkelsene i disse første fasene, viste også et behov for bedre definerte avgrensingskriterier for feltkartlegging. For å utvikle bedre avgrensingskriterier må vi ha kunnskap om feilkilder forbundet ved flyfototolking og feltarbeid. Det er nødvendig å undersøke om arealene kartlagt som semi-naturlig eng ved flyfototolkning men som ikke er registrert i felt, er semi-naturlig eng eller andre hovedtyper. Videre er det nødvendig å finne ut hvorvidt og i hvilken grad kartleggingene både i felt og ved flyfototolkning, er personavhengige.

For å finne om eksisterende avgrensingskriterier er klare nok, må dette testes.

For å etablere prøveflater (semi-naturlig eng avgrenset som polygoner på kart) til overvåkning av areal og tilstand, må feltundersøkelser benyttes for å få nøyaktig nok avgrensning (Norderhaug m.fl. 2012). En grundig feltundersøkelse av tjue 500 m × 500 m småruter i hver av hundre 10 km × 10 km storruter (som er foreslått i Norderhaug m.fl. 2012), vil imidlertid kreve store ressurser. En metode som kombinerer bruk av digital informasjon, flyfoto og feltarbeid ble derfor før denne delundersøkelsen foreslått for å redusere kostnadsnivået (se Tabell 7). Denne metoden ble antatt å være besparende i forhold til kun å gjennomføre feltbefaringer. I denne delundersøkelsen har vi forsøkt å estimere hvor mye tidsforbruket blir redusert ved først å gjøre en oversiktskartlegging ved hjelp av flyfoto før detaljert kartlegging i felt. Faren ved flyfototolking er at ikke alle arealer med semi-naturlig eng vil bli fanget opp. Det er derfor nødvendig å estimere hvor mye areal som faller utenfor ved en slik metode.

Tabell 7. Foreslått metode for kostnadseffektiv etablering av prøveflater for overvåkning av semi- naturlig eng i utvalgte 500 m × 500 m småruter.

Trinn Beskrivelse

1 Anvende tilgjengelig informasjon på arealbruk (AR5), historiske flyfoto og IR og farge flyfoto til å lokalisere potensielle semi-naturlige enger.

2 Undersøke i felt kun de arealer som ved trinn 1 var definert som potensiell semi-naturlig eng.

3 Avgrense og kartlegge semi-naturlig eng i felt ved bruk av håndholdt felt-PC hvor man har flyfoto tilgjengelig.

(30)

Delmål

Delmål i denne delundersøkelsen var å:

• Teste kvaliteten på den foreslåtte metoden som kombinerer bruk av tilgjengelig digital informasjon (inkludert flyfoto) og feltarbeid.

• Teste størrelsen på feilkilder gitt personavhengighet (både ved feltregistreringer og ved flyfototolkning) og metodevalg (kombinasjon av digital informasjon, flyfoto og feltundersøkelser eller bare feltundersøkelser) både på smårute og semi-naturlig eng nivå.

• Estimere tidsbruk ved forskjellige metoder.

Naturen i storrutene (studieområdene)

Elvran (Figur 4a)

På Elvran er andelen areal med intensiv bruk betydelig lavere enn på Karmøy. Det er mye skog, fortrinnsvis gran, i området, men også mye brakklagt mark. Samtidig var mye av de jordbruksarealer som ble undersøkt under feltarbeidet så godt gjødslet at det ble kategorisert som HI 6. De fleste semi-naturlig enger kartlagt i denne delundersøkelsen, var i gjengroing. De fleste relativt tørre. Hevdintensitet her sammenligna med Karmøy, var noe lavere med flest arealer i kategorien HI 4. Dette skyldes antageligvis mindre bruk av gjødsel.

Småengkall som er klassifisert som en kjennetegnende art for semi-naturlig eng, forekom mange steder, men ofte sammen med følblom, engsoleie, engsyre, kvitkløver, rødkløver, sølvbunke og markrapp. Disse økte ofte i mengde med økt gjødslingsgrad. Dermed ble ikke småengkall nødvendigvis ansett som en god indikator for semi-naturlig mark (dvs i spennet HI 3 - HI 5). I tillegg sto den ofte i utkanten av mark som ble vurdert til HI 6. For ett areal å bli vurdert som semi-naturlig eng, måtte det derfor være innslag av andre kjennetegnende arter for semi-naturlig eng. Mye sølvbunke spredt utover (altså ikke i tuer) ble tatt som tegn på jevnlig gjødslingspåvirkning på slåttemark (sterkt endret system).

Karmøy (Figur 4b)

Store deler av Karmøy er preget av lang tids intensiv bruk. Skog har ikke vært utbredt i historisk tid, men i de siste 50-60 årene er innplanting (i hovedsak av sitkagran, men også ulike typer furu) foretatt.

Store deler av jordbruksarealene er tydelig og jevnlig gjødsla, noe som ble bekrefta gjennom samtaler med grunneiere. Engene i områdene i nærheten av gårdene som er tilgjengelig med traktor, er ofte gjødsla med husdyrgjødsel mens enger lengre unna i mange tilfeller er gjødsla med kunstgjødsel. Jordbruksarealer med mindre gjødselspreg (hevdintensitet (HI) 5 og nedover langs hevdintensitet-gradienten (Tabell 1)) er ofte i gjengroing da de ligger brakk eller har lavere

(31)

beitetrykk. Artene som dominerer her er arter mer kjennetegnende for kystlynghei. De første til å etablere seg etter at lavere hevdintensitet er blitt etablert er smyle og blåtopp. I semi-naturlige enger er gulaks ofte forekommende og kan være dominerende art. Denne arten ble antatt å være karakteristisk på mark der gjødsling er veldig svak eller har opphørt (dvs i tidlig gjengroingsstadium). Englodnegras forekommer i mengder proporsjonalt med gjødslingsfrekvensen, og dominerer ved høy næringstilgangen (og da sammen med bl.a.

myrtistel, engsyre og hvitkløver). Englodnegras ble derfor anvendt i felt som indikator på gjødsling. Enger med jevn forekomst av englodnegras ble stort sett klassifisert som HI 6, spesielt om også typiske innsåingsarter som engrapp og raigras, samt kamgras var utbredt.

Knappsiv ble anvendt som en indikator på god nitrogentilgang. Denne arten forekom i godt beita og jevnlig gjødsla mark, i hovedsak på noe fuktig grunn.

a) b)

Figur 4. Typisk semi-naturlig eng vegetasjon i a) Elvran og b) Karmøy. Foto: S. Lundemo.

Metode

Kartlegging

Småruter (500 m × 500 m) fra hver storrute (Elvran og Karmøy; 10 km × 10 km) ble kartlagt ved bruk av to metoder: 1) feltregistreringer (gjort av feltkartleggere) og 2) en kombinasjon av digital informasjon, flyfoto og feltundersøkelser (gjort av flyfototolkere). I begge metodene ble det benyttet IR flyfoto, farge flyfoto, historiske svart-hvite flyfoto og topografisk kart med informasjon om arealtyper (AR5: Arealressurskart, målestokk 1:5 000; Figur 5; Tabell 8). Farge flyfoto var tilgjengelig som ortofoto mens IR og svart-hvite flyfoto ble geo-referert i ArcMap (Esri ArcMap 10.1) før kartleggingen startet. I Elvran ble 30 småruter undersøkt ved bruk av begge metodene. På Karmøy ble 30 småruter undersøkt av feltkartleggerne, og 25 småruter undersøkt av flyfototolkerne. Her ble fem småruter oppsøkt av flyfototolkerne før kartleggingsprosessen startet for å gjøre seg kjent med vegetasjonen i denne regionen. Alle forskerne registrerte tid de brukte til kartleggingen.

(32)

Tabell 8. Flyfotoserier benyttet for kartlegging og avgrensing av semi-naturlig eng.

Storrute IR

Dato; oppløsning Svart-hvit

Dato; målestokk; oppløsning Farge

Dato; oppløsning Elvran 19.09.2009; 0,5 m 23.06.1959; 1:25 000; 0,35 m 10.06.2010; 0,1 m

14.07.1963; 1:35 000; 0,5 m

Karmøy 21.07.2013; 0,25 m 01.06.1955; 1:15 500; 1 m 09.06.2013; 0,1 m

Både gjennom den feltbaserte metode (gjort av feltforskere) og den databaserte metoden (gjort av flyfototolkere), ble kartleggingen gjort av to forskere uavhengig av hverandre. Det vil si at i hver storrute var det fire forskere som uavhengig av hverandre kartla og registrerte semi- naturlig eng. De to flyfototolkerne kartla både på Karmøy og i Elvran, mens bare en av feltkartleggerne utførte kartlegging i begge storrutene. Minste kartleggingsenhet var 100 m² (målestokk 1:2 500; Bryn og Halvorsen 2015). I tillegg til semi-naturlig eng, ble også semi- naturlig strandeng og semi-naturlig våteng kartlagt på grunnlag av de kriteriene for identifisering av disse hovedtypene i NiN-dokumentasjonen som var tilgjengelig på tidspunktet kartleggingen ble gjennomført.

a)

b)

Figur 5. Historisk flyfoto (1955 og 1959), IR flyfoto (2009 og 2013) og topografisk kart over en 500 m × 500 m smårute a) i Elvran og b) på Karmøy hvor det ble predikert sannsynlighet for at det skulle finnes semi-naturlig eng.

(33)

Feltbasert kartlegging av feltkartleggere

Detaljert kartlegging og digital avgrensing av polygoner som inneholdt semi-naturlig eng (målestokk 1:2 500) ble kun gjort i felt. Alle de 30 utvalgte smårutene i hver storrute ble undersøkt. Alt areal i rutene ble undersøkt og polygoner med semi-naturlig eng avgrenset i et GIS (Geografisk Informasjonssystem; QGIS Desktop 2.2.0 - Valmiera) direkte på bærbar felt-PC (Handheld ALGIZ 10X) i felt (men se diskusjon). Alle tilgjengelige flyfoto og kart var med i felt, men disse var ikke blitt undersøkt på forhånd. Kartlegging og avgrensing ble gjennomført i tidsrommet 24. – 31. juli 2014 i Elvran og 1. – 11. juli 2014 på Karmøy.

Databasert kartlegging av flyfototolkere

En grov kartlegging av arealer med potensielle semi-naturlige enger gjort inne på kontoret.

Tilgjengelig data ble visuelt tolket ved hjelp av ArcMap (Esri ArcMap 10.1) før potensielle arealer ble merket av på papirkopier av flyfoto. Målsettingen var å identifisere potensielle arealer med semi-naturlig eng og ikke å utføre mest mulig presis avgrensing av disse arealene.

Følgende kriterier ble trinnvis brukt for å identifisere områder som semi-naturlig eng:

Trinn 1; Historiske svart-hvite flyfoto (Tabell 8):

Åpne områder uten tresjikt, uten pløyespor, ujevn overflate (f. eks. forekomst av bart berg), nærhet til vei, gårdsbruk, forekomst av rydningsrøyser eller andre «landbruksidentifiserende objekter» (kulturspor i NiN-terminologi) ble merket og undersøkt videre.

Trinn 2; Farge og IR flyfoto av nyere dato (Tabell 8):

De områder som fra historiske flyfoto viste potensielle arealer, men som på flyfoto av nyere dato var tresatt, ble ansett som semi-naturlig eng i gjengroing. De arealer som fremdeles var åpne ble tolket på grunnlag av farge, struktur, mønster, form og fargetetthet på ikketresatte arealer. Det kan være vanskelig å skille semi-naturlig eng fra mer oppdyrkede enger og fra myr eller lynghei på historiske og farge-flyfoto. Dette er enklere ved tolking av IR flyfoto. I et IR flyfoto er fargekanalene gjengitt i fotoet basert på styrken på reflektert lys i det røde fargespekteret, det grønne fargespekteret og det infrarøde (IR) fargespekteret. Styrkeverdier i det røde blir gjengitt som grønt, i det grønne som blått og i det IR som rødt. Engvegetasjon vil da i et IR flyfoto samlet gi et fargespekter fra lyserosa til mørk rosa og rødt. Sterke og kraftige rødfarger skyldes ofte frodig vegetasjon som for eksempel gjødslete arealer dominert av grasarter. Skrinn vegetasjon på tørr mark har lys rosa/rosa farge. En semi-naturlig eng gir derfor som oftest lysere røde farger. Struktur og mønstre i bildet kan også gi mye informasjon om arealene. Jordbearbeiding og fjerning av stein gir for eksempel en homogen overflate, mens arealer som kun er beitet vil ha en mer heterogen overflate (Sickel & Norderhaug 2004). Refleksjonen som blir gjengitt i den infrarøde kanalen på et IR flyfoto er vist å korrelere positivt med fotosynteseproduksjon (Jensen 2000). Styrken på rødfargen vil derfor variere gjennom sesongen. Om man skal sammenligne arealer basert på IR flyfoto er det derfor en klar fordel å kunne sammenligne foto tatt under samme flygning.

(34)

Trinn 3; AR5-kart:

De områder man fremdeles var usikre på ble tolket videre basert på AR5’s arealressurstyper (Bjørkelo m.fl. 2009). Informasjon om arealressurstyper ble hentet fra WMS laget: Toporaster2.

Dette WMS laget er tilgjengelig i kartkatalogen fra Geonorge, Kartverket. Om arealene her var definert som fulldyrka jord eller myr, utgikk disse som potensiell semi-naturlig eng.

Trinn 4; Feltsjekk:

Etter analysering av datamateriale samlet av de fire forskerne i hver region (se under), ble det foretatt feltsjekk (gjort av de to flyfototolkerne sammen) i arealer som begge flyfototolkerne hadde klassifisert som potensielle semi-naturlige enger men ikke av de to feltkartleggerne. 10 småruter ble undersøkt i Elvran og 11 på Karmøy. For lettere å lokalisere de potensielle arealer man ønsket å evaluere, ble et nettbrett (Sony Xperia) med QGIS for Android (QuantumGIS 2.0.1 – Dufour) anvendt. Feltsjekk ble gjennomført i tidsrommet 10. – 11. september 2014 i Elvran og 9. – 10. oktober 2014 på Karmøy.

Estimering av feilkilder og tidsbruk

For å definere personavhengighet ble gjennomsnitt og variasjon (spredning) på antall og areal kartlagt av de forskjellige forskerne kalkulert. Sammenligningene ble først gjort på smårutenivå (i hvilke småruter ble det registrert semi-naturlig eng) og deretter på engnivå (hvor var det registrert semi-naturlig eng).

a) b)

Figur 6. Ett eksempel på variasjon mellom personer og metoder. Kartlagte og avgrensede semi-naturlige enger (polygoner) i en smårute i Elvran (a) og på Karmøy (b). 1 og 2 er potensielle semi-naturlige enger kartlagt av to flyfototolkere (Trinn 1-3 i den databaserte metoden). 3, 4 og 5 er avgrensinger av semi- naturlig eng gjort av tre feltkartleggere. 12 er avgrensinger av semi-naturlig eng gjort av de to flyfototolkerne i samarbeid i en feltsjekk (Trinn 4 i den databaserte metoden).

(35)

Basert på de tre første trinnene i den databaserte kartleggingen (av flyfototolkerne), ble det først regnet ut antall småruter og arealer identifisert til å potensielt inneholde semi-naturlig eng (a#).

Deretter ble det regnet ut antall arealer som inneholdt semi-naturlig eng identifisert gjennom begge metodene; feltbasert (av feltkartleggerne) og databasert (av flyfototolkerne) (b#).

Utregning av hvilke av de potensielle arealer som inneholdt semi-naturlig eng ble basert på både data fra feltkartleggerne og feltsjekken gjort av flyfototolkerne. Til slutt ble summen av alle observerte polygon som inneholdt semi-naturlig eng (gjennom begge metodene) kalkulert (c#).

Avgrensinger av semi-naturlig eng gjort av de forskjellige kartleggerne var ulik. I noen arealer inneholdt et areal avgrenset av en kartlegger, flere små arealer avgrenset av en annen kartlegger (se Figur 6). I andre tilfeller grenset arealer kartlagt av forskjellige forskere mot hverandre. Når c# ble regnet ut, ble det største polygonet som inneholdt flere små, regnet som ett polygon. Det samme ble polygon som grenset mot hverandre.

Feltkartleggerne digitaliserte nøyaktige polygon i et GIS. Basert på disse avgrensingene ble arealet av semi-naturlig eng kartlagt av hver av de to feltkartleggerne regnet ut (bA). Det samme ble totalt areal kartlagt av begge feltkartleggerne (cA). Areal ble regnet i ArcMap (Esri ArcMap 10.1).

En viktig feilkilde å ta hensyn til i kartlegging av semi-naturlig eng er muligheten for å feilbedømme et areal til å være semi-anturlig eng når dette ikke er tilfelle; Type II feil. En annen feilkilde er å overse en semi-naturlig eng; Type I feil. Basert på tallene beskrevet over, ble disse to feilkildene regnet ut.

Vi antok at Type II feil kun ble gjort gjennom den databaserte metoden. I realiteten kan likevel Type II feil forekomme også ved feltkartlegging; spesielt dersom naturtypen ikke er klart nok definert eller kartleggeren ikke har en god nok forståelse av definisjonen. Ikke alle potensielle arealer som ikke ble kartlagt av feltkartleggerne, ble sjekket i trinn 4 av flyfototolkerne (y). Dette ble tatt hensyn til og formelen vi anvendte for å regne ut Type II feil var derfor:

(a-y-b) / a-y

Polygoner med semi-naturlig eng ble avgrenset ulikt av de forskjellige forskerne og b kunne derfor ikke anvendes direkte i utregninga av Type I feil. Antall semi-naturlig eng-arealer oversett av hver kartlegger, ble derfor også regnet ut (ɣ) og formelen anvendt for å regne ut Type I feil var:

ɣ/c

Til slutt ble gjennomsnitt og varians (spredning) av tid brukt av hver av forskerne i de to metodene regnet ut og sammenlignet.

Resultat

Totalt antall småruter som inneholdt semi-naturlig eng var 15 i Elvran og 19 på Karmøy, mens totalt antall semi-naturlige enger kartlagt var 45 i Elvran og 78 på Karmøy.